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来自超亮X射线源前身的双黑洞并合率

高能天体物理现象 2017-11-08 v1

摘要

超亮X射线源(ULXs)超过了约10M10M_\odot黑洞的爱丁顿光度。引力波探测器ALIGO最近探测到的黑洞并合表明,质量>10M> 10 M_\odot的黑洞确实存在。受此启发,我们探索了一种场景,其中ULXs由高质量、低金属丰度恒星坍缩形成的黑洞组成,并且这些ULXs最终并合成为双黑洞(BBHs)。我们利用ULXs数量与恒星形成率及宿主星系金属丰度之间的经验关系,来估计所有红移下的ULX形成率和BBH并合率。这假设ULX率与给定金属丰度下的恒星形成率成正比,并且黑洞吸积率服从对数正态分布。我们考虑了由于早期宇宙平均金属丰度较低而导致的ULX形成率增强。在简化假设下,如果ULXs的峰值吸积率是爱丁顿率的约1-300倍,我们的模型能够再现由ALIGO从GW 150914、LVT 151012、GW 151226和GW 170104的探测中推断出的近邻宇宙中BBH并合的率和质量分布。我们对BBH并合率、质量分布和红移演化的预测可以在不久的将来由ALIGO进行检验,这反过来可用于探索ULX形成率与BBH并合率在宇宙时间尺度上的联系。

关键词

引用

@article{arxiv.1708.09001,
  title  = {The Binary Black Hole Merger Rate from Ultraluminous X-ray Source Progenitors},
  author = {Justin D. Finke and Soebur Razzaque},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1708.09001},
  year   = {2017}
}

备注

10 pages, 9 figures. Accepted by MNRAS